Kako sami odabrati kabel za spajanje kućanskih aparata, osiguravajući sigurnost ožičenja i bez preplaćivanja? Što treba uzeti u obzir pri odabiru i kako izračunati poprečni presjek kabela za grupu potrošača? O tome možete naučiti iz ovog članka.

Presjek kabela je površina poprečnog presjeka vodiča kroz koji teče struja. U većini slučajeva rez jezgre kabela je okrugao, a površina njegovog poprečnog presjeka može se izračunati pomoću formule za površinu kruga. No, s obzirom na raznolikost oblika kabela, za opisivanje njegove glavne fizičke karakteristike, ne koristi se linearna veličina, već površina poprečnog presjeka. Ova je karakteristika standardizirana u svim zemljama. Kod nas je to regulirano Pravilnikom o električnim instalacijama.

Zašto je potrebno odabrati presjek kabela?

Pravilan odabir poprečnog presjeka kabela prije svega je vaša sigurnost. Ako kabel ne može izdržati trenutno opterećenje, pregrijava se, izolacija se topi, a kao rezultat može doći do kratkog spoja i požara.

Kako odabrati kabel potrebnog presjeka, izbjegavajući slučajeve kada se nekoliko uređaja uključi istovremeno, pojavljuje se miris izolacije koja se topi, a ne preplatiti dodatni novac, koristeći žice s velikom marginom?

Postoje dvije glavne vrste kabela koji se koriste za napajanje stambenih prostorija: bakreni i aluminijski. Bakar je skuplji materijal u odnosu na aluminij. Ali u modernom ožičenju daje mu se prednost. Aluminij ima veći unutarnji otpor i krti je metal koji brzo oksidira. Bakar je fleksibilan materijal koji je manje sklon oksidaciji. Nedavno su aluminijski kabeli korišteni isključivo za obnavljanje ožičenja u zgradama iz sovjetske ere.

Za prethodni odabir potrebnog poprečnog presjeka bakrenog kabela, općenito je prihvaćeno da kabel s poprečnim presjekom od 1 mm 2 može proći kroz električnu struju do 10 A. Međutim, dalje ćete vidjeti da ovo omjer je prikladan samo za odabir presjeka "na oko" i vrijedi za presjeke ne veće od 6 mm 2 (koristeći predloženi omjer, struja do 60 A). Električni kabel ovakvog presjeka sasvim je dovoljan za uvođenje faze u standardni trosoban stan.

Većina električara koristi kabele sljedećih dijelova za opskrbu električnom energijom kućanskih potrošača:

• 0,5 mm 2 - reflektori;
• 1,5 mm 2 - glavna rasvjeta;
• 2,5 mm 2 - utičnice.

Međutim, to je prihvatljivo za potrošnju u kućanstvu, pod uvjetom da se svaki električni uređaj napaja iz vlastite utičnice, bez upotrebe dvojnika, T-kratnika i produžnih kabela.

Prilikom odabira kabela bilo bi ispravnije koristiti posebne tablice koje vam omogućuju odabir poprečnog presjeka na temelju poznate snage električnog uređaja (kW) ili na temelju trenutnog opterećenja (A). Strujno opterećenje u ovom slučaju je važnija karakteristika, jer je opterećenje u amperima uvijek naznačeno za jednu fazu, dok će za monofaznu potrošnju (220 V) biti naznačeno opterećenje u kilovatima za jednu fazu, a za tri- fazna potrošnja - ukupno za sve tri faze.

Prilikom odabira poprečnog presjeka kabela potrebno je uzeti u obzir vrstu ožičenja: vanjsko ili skriveno. To je zbog činjenice da se sa skrivenim ožičenjem prijenos topline žice smanjuje, što rezultira intenzivnijim zagrijavanjem kabela. Stoga se za skriveno ožičenje koriste kabeli s površinom poprečnog presjeka približno 30% većim nego za otvoreno ožičenje.

Tablica za odabir površine poprečnog presjeka jezgre bakrenog kabela za otvoreno i skriveno ožičenje:

Tablica za odabir površine poprečnog presjeka aluminijske kabelske jezgre za otvoreno i skriveno ožičenje:

S- površina poprečnog presjeka kabela (mm 2), - ukupna snaga električne opreme (kW).

Također je potrebno izvršiti prilagodbe pri odabiru poprečnog presjeka kabela, uzimajući u obzir njegovu duljinu. Da biste to učinili, odabirom presjeka kabela iz tablice prema trenutnoj snazi, izračunavamo njegov otpor uzimajući u obzir duljinu pomoću formule:

R = p ⋅ L / S

• R— otpor žice, Ohm;
• str- otpornost materijala, Ohm⋅mm 2 /m (za bakar - 0,0175, za aluminij - 0,0281);
• L— duljina kabela, m;
• S- površina poprečnog presjeka kabela, mm 2.

Pomoću ove formule možete dobiti otpor jedne jezgre kabela. Budući da struja prolazi kroz jednu jezgru i vraća se kroz drugu, da bi se dobila vrijednost otpora kabela, otpor njegove jezgre mora se pomnožiti s dva:

dU = I ⋅ Rtot

• dU— gubitak napona, W;
• ja— jakost struje, A;
• Rtot— izračunati otpor kabela, Ohm.

Ako je poprečni presjek kabela odabran na temelju ukupne snage opreme, a trenutna snaga nije poznata, može se izračunati pomoću formule:

I = P / U ⋅ cos φ — za jednofaznu mrežu od 220 V

I = P / 1,732 ⋅ U ⋅ cos φ— za trofaznu mrežu 380 V

• R— ukupna korištena snaga električne opreme (W);
• U— napon (V);
• cos φ = 1(za domaće uvjete) i cos φ = 1,3

Ako dobivena vrijednost ne prelazi 5%, tada je poprečni presjek kabela, uzimajući u obzir njegovu duljinu, ispravno odabran. Ako prelazi, potrebno je prema tablici odabrati kabel većeg presjeka (sljedeći u nizu) i ponovno izvršiti proračun.

Ove tablice vrijede za kabele s gumenom i plastičnom izolacijom; presjek kabela odabran prema njima učinkovito će raditi ako je proizveden u skladu s GOST-om.

Izbor kabela za grupu potrošača

Da biste odabrali poprečni presjek kabela za grupu potrošača (na primjer, ulazni kabel u stan), možete koristiti formulu za određivanje dopuštenog strujnog opterećenja. Izračunajmo trenutno opterećenje za mrežu od 220 V, koja se često koristi u opskrbi električnom energijom u kućanstvu:

I = P ⋅ K / U ⋅ cos φ

• R— ukupna korištena snaga električne opreme (W), U- napon (V), DO— koeficijent za uzimanje u obzir istodobnog uključivanja uređaja (pretpostavlja se da je jednak 0,75);
• cos φ = 1(za domaće uvjete) i cos φ = 1,3(za snažne električne uređaje).

Nakon što ste izračunali dopušteno strujno opterećenje za grupu potrošača, možete koristiti gornje tablice za odabir kabela potrebnog poprečnog presjeka. Ako se očekuje dugotrajno istovremeno uključivanje svih mogućih potrošača (npr. električno grijanje), proračun dopuštenog strujnog opterećenja mora se izvršiti bez uzimanja u obzir koeficijenta K.

Primjer odabira kabela za kućni kotao

Na temelju gore navedenog pokušat ćemo izračunati i odabrati bakreni kabel potrebnog presjeka za jednofazni električni kotao s grijaćim elementom snage 2,0 kW, pod uvjetom da je kabel do njega položen u kutiju . Duljina kabela bit će 10 metara.

Iz tablice je vidljivo da je vrijednost bliska snazi ​​3,0 kW, što odgovara presjeku kabela od 1 mm 2. Izvršimo izračun uzimajući u obzir duljinu kabela:

• Izračunajmo struju: I = 2000 W / 220 V ⋅ 1 = 9,09 A.
• Izračunajmo otpor jezgre kabela: R = 0,0175 Ohm⋅mm 2 /m ⋅ 10 m / 1 mm 2 = 0,175 Ohm.
• Ukupni otpor kabela: R ukupno = 2 ⋅ R = 0,35 Ohma.
• Izračunavamo gubitke napona: dU = 9,09 A ⋅ 0,35 Ohm = 3,18 V.
• Izračunavamo gubitke u postocima: (3,18 V / 220 V) ⋅ 100% = 1,45%(ne prelazi 5%).

Kabel s presjekom od 1 mm 2 prikladan je za spajanje električnog kotla navedenog u primjeru.

Proizvođači često u uputama za opremu navode potrebnu površinu presjeka kabela za svoju opremu. Ako postoji takva uputa, morate je slijediti.

Standardno ožičenje stana izračunato je za maksimalnu potrošnju struje pri trajnom opterećenju od 25 ampera (za ovu jakost struje odabran je i prekidač koji se postavlja na ulazu žica u stan) i izvodi se bakrenom žicom s križem - presjek od 4,0 mm 2, što odgovara promjeru žice od 2,26 mm i snazi ​​opterećenja do 6 kW.

Prema zahtjevima klauzule 7.1.35 PUE poprečni presjek bakrene jezgre za stambene električne instalacije mora biti najmanje 2,5 mm 2,što odgovara promjeru vodiča od 1,8 mm i struji opterećenja od 16 A. Na takvu električnu instalaciju mogu se priključiti električni uređaji ukupne snage do 3,5 kW.

Što je presjek žice i kako ga odrediti

Da biste vidjeli presjek žice, samo je presjecite poprijeko i pogledajte rez s kraja. Područje reza je presjek žice. Što je veći, to više struje može proći žica.

Kao što se vidi iz formule, poprečni presjek žice je lagan prema promjeru. Dovoljno je promjer jezgre žice pomnožiti sam sa sobom i sa 0,785. Za poprečni presjek nasukane žice morate izračunati poprečni presjek jedne jezgre i pomnožiti s njihovim brojem.

Promjer vodiča može se odrediti kaliperom s točnošću od 0,1 mm ili mikrometrom s točnošću od 0,01 mm. Ako pri ruci nema instrumenata, pomoći će vam obično ravnalo.

Odabir odjeljka
bakrena žica električno ožičenje jakošću struje

Jačina električne struje označena je slovom " A" i mjeri se u amperima. Prilikom odabira vrijedi jednostavno pravilo: Što je veći presjek žice, to bolje, pa se rezultat zaokružuje.

Podaci koje sam dao u tablici temelje se na osobnom iskustvu i jamče pouzdan rad električne instalacije u najnepovoljnijim uvjetima njezine instalacije i rada. Prilikom odabira presjeka žice na temelju vrijednosti struje, nije važno radi li se o izmjeničnoj ili istosmjernoj struji. Veličina i frekvencija napona u električnom ožičenju također nije važna; to može biti mreža u vozilu istosmjernog automobila na 12 V ili 24 V, zrakoplov na 115 V s frekvencijom od 400 Hz, električno ožičenje 220 V ili 380 V s frekvencijom od 50 Hz, visokonaponski vod na 10 000 IN.

Ako je trenutna potrošnja električnog uređaja nepoznata, ali su poznati napon napajanja i snaga, tada se struja može izračunati pomoću online kalkulatora u nastavku.

Treba napomenuti da se kod frekvencija iznad 100 Hz počinje pojavljivati ​​skin-efekt u žicama kada teče električna struja, što znači da s povećanjem frekvencije struja počinje "pritiskati" vanjsku površinu žice i stvarni križni presjek žice se smanjuje. Stoga se izbor presjeka žice za visokofrekventne krugove provodi prema različitim zakonima.

Određivanje nosivosti električne instalacije od 220 V
od aluminijske žice

U kućama koje su davno izgrađene, električne instalacije obično su izrađene od aluminijskih žica. Ako su veze u razvodnim kutijama ispravno izvedene, vijek trajanja aluminijskih žica može biti sto godina. Uostalom, aluminij praktički ne oksidira, a vijek trajanja električnih instalacija bit će određen samo vijekom trajanja plastične izolacije i pouzdanošću kontakata na mjestima spajanja.

U slučaju spajanja dodatnih energetski intenzivnih električnih uređaja u stanu s aluminijskim ožičenjem, potrebno je utvrditi presjekom ili promjerom žila žice njihovu sposobnost da izdrže dodatnu snagu. Pomoću donje tablice to je lako učiniti.

Ako je ožičenje u vašem stanu izrađeno od aluminijskih žica i postoji potreba za spajanjem novoinstalirane utičnice u razvodnoj kutiji s bakrenim žicama, tada se takva veza izvodi u skladu s preporukama članka Spajanje aluminijskih žica.

Proračun poprečnog presjeka električne žice
prema snazi ​​priključenih električnih uređaja

Da biste odabrali poprečni presjek žila kabelske žice prilikom postavljanja električnih instalacija u stanu ili kući, morate analizirati flotu postojećih električnih kućanskih aparata s gledišta njihove istovremene upotrebe. U tablici je popis popularnih kućanskih električnih uređaja s naznačenom trenutnom potrošnjom ovisno o snazi. Potrošnju energije svojih modela možete saznati sami iz naljepnica na samim proizvodima ili tehničkih listova; često su parametri naznačeni na pakiranju.

Ako je struja koju troši električni uređaj nepoznata, može se izmjeriti ampermetrom.

Tablica potrošnje i struje za kućanske električne aparate
pri naponu napajanja 220 V

Obično je potrošnja energije električnih uređaja naznačena na kućištu u vatima (W ili VA) ili kilovatima (kW ili kVA). 1 kW=1000 W.

Struju troše i hladnjak, rasvjetna tijela, radiotelefon, punjači i TV u stanju mirovanja. Ali ukupna snaga nije veća od 100 W i može se zanemariti u izračunima.

Ako uključite sve električne uređaje u kući u isto vrijeme, morat ćete odabrati presjek žice koji može propustiti struju od 160 A. Trebat će vam žica debljine prsta! Ali takav je slučaj malo vjerojatan. Teško je zamisliti da je netko sposoban u isto vrijeme mljeti meso, peglati, usisavati i sušiti kosu.

Primjer izračuna. Ujutro ste ustali, uključili kuhalo za vodu, mikrovalnu pećnicu, toster i aparat za kavu. Potrošnja struje će prema tome biti 7 A + 8 A + 3 A + 4 A = 22 A. Uzimajući u obzir uključenu rasvjetu, hladnjak i dodatno, na primjer, TV, potrošnja struje može doseći 25 A.

za 220 V mrežu

Presjek žice možete odabrati ne samo prema trenutnoj snazi, već i prema količini potrošene energije. Da biste to učinili, morate napraviti popis svih električnih uređaja koji se planiraju spojiti na određeni dio električnog ožičenja i odrediti koliko energije troši svaki od njih zasebno. Zatim zbrojite dobivene podatke i upotrijebite donju tablicu.

Ako postoji više električnih aparata i za jedne je poznata potrošnja struje, a za druge snaga, tada je potrebno za svaki od njih iz tablica odrediti presjek žice, a zatim rezultate zbrojiti.

Odabir presjeka bakrene žice prema snazi
za mrežu automobila 12 V

Ako je pri spajanju dodatne opreme na ugrađenu mrežu vozila poznata samo njegova potrošnja energije, tada se presjek dodatnog električnog ožičenja može odrediti pomoću donje tablice.

Odabir presjeka žice za spajanje električnih uređaja
na trofaznu mrežu 380 V

Prilikom rada električnih uređaja, na primjer, elektromotora, spojenih na trofaznu mrežu, potrošena struja više ne teče kroz dvije žice, već kroz tri, pa je stoga količina struje koja teče u svakoj pojedinoj žici nešto manja. To vam omogućuje da koristite žicu manjeg presjeka za spajanje električnih uređaja na trofaznu mrežu.

Za spajanje električnih uređaja na trofaznu mrežu s naponom od 380 V, na primjer elektromotor, poprečni presjek žice za svaku fazu uzima se 1,75 puta manji nego za spajanje na jednofaznu mrežu od 220 V.

Pažnja, pri odabiru presjeka žice za spajanje elektromotora na temelju snage, treba uzeti u obzir da je na natpisnoj pločici elektromotora naznačena najveća mehanička snaga koju motor može stvoriti na osovini, a ne utrošena električna snaga . Električna snaga koju troši elektromotor, uzimajući u obzir učinkovitost i cos φ, približno je dva puta veća od one stvorene na osovini, što se mora uzeti u obzir pri odabiru presjeka žice na temelju snage motora navedene u tanjur.

Na primjer, trebate spojiti elektromotor koji troši energiju iz mreže od 2,0 kW. Ukupna potrošnja struje elektromotora takve snage u tri faze je 5,2 A. Prema tablici, ispada da je potrebna žica s presjekom od 1,0 mm 2, uzimajući u obzir gore navedene 1,0 / 1,75 = 0,5 mm 2. Stoga, za spajanje elektromotora od 2,0 kW na trofaznu mrežu od 380 V, trebat će vam trožilni bakreni kabel s poprečnim presjekom svake jezgre od 0,5 mm 2.

Mnogo je lakše odabrati presjek žice za spajanje trofaznog motora na temelju potrošnje struje, što je uvijek naznačeno na natpisnoj pločici. Na primjer, na natpisnoj pločici prikazanoj na fotografiji, potrošnja struje motora snage 0,25 kW za svaku fazu pri naponu napajanja od 220 V (namoti motora spojeni su u trokut) je 1,2 A, a pri napon od 380 V (namoti motora spojeni su u trokut) krug "zvijezda") je samo 0,7 A. Uzimajući struju navedenu na natpisnoj pločici, prema tablici za odabir presjeka žice za ožičenje stana, odaberite žicu s poprečnim presjekom od 0,35 mm 2 pri spajanju namota elektromotora prema "trokutu" ili 0,15 mm uzorak 2 kada je spojen u konfiguraciji zvijezde.

O odabiru marke kabela za kućno ožičenje

Izrada električnih instalacija u stanu od aluminijskih žica na prvi pogled izgleda jeftinije, ali operativni troškovi zbog niske pouzdanosti kontakata s vremenom će biti višestruko veći od troškova električnih instalacija izrađenih od bakra. Preporučam izradu ožičenja isključivo od bakrenih žica! Aluminijske žice su nezamjenjive pri postavljanju nadzemnih električnih ožičenja, jer su lagane i jeftine, a kada su pravilno spojene, pouzdano služe dugo vremena.

Koju je žicu bolje koristiti pri postavljanju električnih instalacija, jednožilnih ili nasukanih? S gledišta sposobnosti provođenja struje po jedinici poprečnog presjeka i instalacije, jednožilni je bolji. Dakle, za kućno ožičenje trebate koristiti samo čvrstu žicu. Višestruki omogućuje višestruko savijanje, a što su vodiči u njemu tanji, to je fleksibilniji i izdržljiviji. Stoga se užetna žica koristi za spajanje nestacionarnih električnih uređaja na električnu mrežu, poput električnog sušila za kosu, električnog brijača, električnog glačala i svih ostalih.

Nakon odlučivanja o presjeku žice, postavlja se pitanje o marki kabela za električno ožičenje. Izbor ovdje nije velik i predstavlja ga samo nekoliko marki kabela: PUNP, VVGng i NYM.

PUNP kabel od 1990. godine, u skladu s odlukom Glavgosenergonadzora „O zabrani uporabe žica kao što su APVN, PPBN, PEN, PUNP itd., Proizvedeno prema TU 16-505. 610-74 umjesto žica APV, APPV, PV i PPV prema GOST 6323-79*" zabranjeno je koristiti.

Kabel VVG i VVGng - bakrene žice u dvostrukoj polivinilkloridnoj izolaciji, ravnog oblika. Dizajniran za rad na temperaturama okoline od -50 ° C do +50 ° C, za ožičenje unutar zgrada, na otvorenom, u zemlji kada je položen u cijevi. Vijek trajanja do 30 godina. Slova "ng" u oznaci marke označavaju nezapaljivost izolacije žice. Dvožilne, trožilne i četverožilne žice dostupne su s presjekom žila od 1,5 do 35,0 mm 2 . Ako u oznaci kabela postoji slovo A (AVVG) ispred VVG, tada su vodiči u žici aluminijski.

Kabel NYM (njegov ruski analog je VVG kabel), s bakrenim jezgrama, okruglog oblika, s nezapaljivom izolacijom, u skladu je s njemačkim standardom VDE 0250. Tehničke karakteristike i opseg primjene gotovo su isti kao i VVG kabel. Dvožilne, trožilne i četverožilne žice dostupne su s presjekom žila od 1,5 do 4,0 mm 2 .

Kao što vidite, izbor za polaganje električnih instalacija nije velik i određuje se ovisno o tome koji je oblik kabela prikladniji za ugradnju, okrugli ili ravni. Okrugli kabel je prikladniji za polaganje kroz zidove, pogotovo ako je veza napravljena s ulice u prostoriju. Morat ćete izbušiti rupu nešto veću od promjera kabela, a s većom debljinom stijenke to postaje relevantno. Za unutarnje ožičenje prikladnije je koristiti VVG ravni kabel.

Paralelno spajanje žica električnog ožičenja

Postoje beznadne situacije kada hitno trebate postaviti ožičenje, ali nema žice potrebnog poprečnog presjeka. U tom slučaju, ako postoji žica s manjim presjekom nego što je potrebno, tada se ožičenje može napraviti od dvije ili više žica, povezujući ih paralelno. Glavna stvar je da zbroj odjeljaka svakog od njih nije manji od izračunatog.

Na primjer, postoje tri žice s presjekom od 2, 3 i 5 mm 2, ali prema izračunima potrebno je 10 mm 2. Spojite ih sve paralelno i ožičenje će izdržati do 50 ampera. Da, sami ste više puta vidjeli paralelno spajanje velikog broja tankih vodiča za prijenos velikih struja. Na primjer, zavarivanje koristi struju do 150 A, a kako bi zavarivač mogao kontrolirati elektrodu, potrebna je fleksibilna žica. Napravljen je od stotina tankih bakrenih žica spojenih paralelno. U automobilu je baterija također povezana s mrežom u vozilu pomoću iste savitljive užetane žice, budući da prilikom pokretanja motora starter troši struju iz baterije do 100 A. A prilikom postavljanja i uklanjanja baterije, žice mora se odvesti u stranu, odnosno žica mora biti dovoljno fleksibilna.

Metoda povećanja poprečnog presjeka električne žice paralelnim spajanjem nekoliko žica različitih promjera može se koristiti samo kao posljednje sredstvo. Prilikom polaganja kućnih električnih instalacija dopušteno je paralelno spajati samo žice istog poprečnog presjeka iz istog koluta.

Online kalkulatori za izračun poprečnog presjeka i promjera žice

Pomoću online kalkulatora predstavljenog u nastavku možete riješiti obrnuti problem - odrediti promjer vodiča po presjeku.

Kako izračunati poprečni presjek užetne žice

Višežilna žica, ili kako se još naziva višežilna ili fleksibilna, je jednožilna žica upletena zajedno. Da biste izračunali poprečni presjek nasukane žice, prvo morate izračunati poprečni presjek jedne žice, a zatim pomnožiti dobiveni rezultat s njihovim brojem.

Pogledajmo primjer. Postoji višežilna fleksibilna žica, u kojoj se nalazi 15 jezgri promjera 0,5 mm. Presjek jedne jezgre je 0,5 mm × 0,5 mm × 0,785 = 0,19625 mm 2, nakon zaokruživanja dobivamo 0,2 mm 2. Budući da imamo 15 žica u žici, da bismo odredili poprečni presjek kabela, moramo pomnožiti ove brojeve. 0,2 mm 2 ×15=3 mm 2. Preostaje utvrditi iz tablice da će takva nasukana žica izdržati struju od 20 A.

Nosivost upletene žice možete procijeniti bez mjerenja promjera pojedinačnog vodiča mjerenjem ukupnog promjera svih upredenih žica. Ali budući da su žice okrugle, između njih postoje zračni raspori. Da biste eliminirali područje praznine, trebate pomnožiti rezultat poprečnog presjeka žice dobivenog iz formule s faktorom 0,91. Prilikom mjerenja promjera morate paziti da se užetna žica ne spljošti.

Pogledajmo primjer. Kao rezultat mjerenja, upletena žica ima promjer od 2,0 mm. Izračunajmo njegov presjek: 2,0 mm × 2,0 mm × 0,785 × 0,91 = 2,9 mm 2. Koristeći tablicu (vidi dolje), utvrđujemo da će ova višežilna žica izdržati struju do 20 A.

Kabel kroz koji struja ulazi u stan vrlo je važan dio električnog ožičenja. Upravo ovaj kabel nosi opterećenje svih električnih uređaja koji rade u zatvorenom prostoru. Parametri ulaznog kabela određuju koliko uređaja i koju snagu može poslužiti ožičenje u sobi. Razmotrimo ključni parametar - presjek kabela i način njegovog odabira.

Promjer presjeka je pokazatelj snage kabela

Fizikalni zakoni kažu da najveća količina struje koju ovaj vodič može provesti kroz sebe bez zagrijavanja ovisi o promjeru presjeka vodiča. Ako pokušate provesti struju veću od granične brojke, to će dovesti do zagrijavanja vodiča, a što je veća struja i trajanje "sesije", to je viša temperatura.

Za rezidencijalne pretplatnike, gore navedeno se tumači na sljedeći način.

Promjer presjeka kabela označava najveći dopušteni broj kilovata (kW) koji se može potrošiti u stanu. Odnosno, koji i koliko električnih uređaja može raditi istovremeno. Što je veći promjer, više uređaja se može koristiti istovremeno bez straha za život i zdravlje. Teoretski, moguće je na kabel "objesiti" više snage nego što njegov promjer dopušta. Ali u ovom slučaju neizbježno je zagrijavanje vodiča kroz koji teče struja, oštećenje izolacije, praćeno učincima pregaranja, izgaranja... paljenja.

Stoga se izboru poprečnog presjeka ulaznog kabela mora pristupiti sa svom ozbiljnošću: uostalom, o tome ovisi i sigurnost i jednostavnost korištenja kućanskih električnih uređaja.

Algoritam za izračun presjeka

Postoji dokazani dijagram za izračun poprečnog presjeka ulaznog kabela, koji se koristi u dizajnu. Temelji se na postulatu da se promjer presjeka ulaznog kabela odabire ovisno o očekivanoj snazi ​​svih uređaja koji rade u stanu.

Faza 1: Inventura

U prvoj fazi sastavlja se popis električnih uređaja koji se nalaze u stanu. Pretpostavlja se koja će oprema biti kupljena u budućnosti i popis se proširuje. Pretpostavke je, naravno, najbolje napraviti s razumnom rezervom za dugoročnu budućnost. Svakom uređaju dodijeljena je približna potrošnja energije.

Možete koristiti tablicu koja grubo prikazuje popis tipičnih kućanskih električnih uređaja i njihovu približnu potrošnju energije.

Faza 2: Jednostavna aritmetika

Zatim se izračunava ukupna kardinalnost naše liste. Dodana je okvirna snaga potrebna za rasvjetu, ovisno o veličini stana, očekivanom intenzitetu osvjetljenja i očekivanoj vrsti rasvjetnih tijela.

Dobivena brojka je procjena potrošnje energije u stanu za slučaj ako su svi uređaji uključeni u isto vrijeme. No, takva je situacija vrlo malo vjerojatna, pa je u elektrotehnici općeprihvaćeno da je maksimalno 75% raspoložive opreme uključeno u isto vrijeme. Rezultirajuća ukupna snaga množi se s faktorom 0,75, a dobivena brojka se uzima kao osnova za izračun poprečnog presjeka ulaznog kabela.

Faza 3: Logika i fizika

Trenutno se jezgre električnih kabela izrađuju od bakra i aluminija. Postoje relacije formule koje povezuju najveću dopuštenu struju (i, prema tome, snagu) za bakreni kabel s promjerom njegovog poprečnog presjeka. Za standardne veličine bakrenih kabela, postoje izračunate struje i maksimalne snage za 220 V i 380 V AC. Sljedeća tablica daje ove brojke u "upotrebljivom" obliku.

Uzmimo da je obračunska snaga svih uređaja 12 kW, a uz koeficijent 0,75 - 9 kW. Ispada da morate odabrati kabel za koji će najveća dopuštena snaga biti najmanje 9 kW. Za napon od 220 V potreban je dio promjera 6 mm - sposoban je proći struju od 46 A i snagu od 10,1 kW. Za manji presjek iz tablice - 4 mm - najveća dopuštena struja je 38 A, a snaga 8,3 kW. To je manje od potrebnog, tako da kabel ovog presjeka neće raditi i trebali biste se zaustaviti na presjeku od 6 mm.

Ako odaberete kabel s većim presjekom nego što je potrebno, to će osigurati dobru rezervu za budućnost (na primjer, pojavu novih snažnih kućanskih aparata) i rezervu za trošenje. Međutim, također ne biste trebali previše prekoračiti nazivnu snagu: to će utjecati na cijenu ulaznog kabela, a ulazni kabel može se pokazati snažnijim od unutarnjeg električnog ožičenja, što nije razumno i sigurno.

Što još treba

Na ulazni kabel mora biti instaliran stroj koji će imati zadatak isključiti napajanje ako se struja približi maksimalno dopuštenoj razini. Nazivna vrijednost stroja je odabrana nešto manja od najveće dopuštene struje kroz ulazni kabel: na taj način je osiguran dodatni stupanj zaštite. U ovom primjeru trebali biste instalirati stroj od 40 A.

Dakle, parametri ulaznog kabela zahtijevaju pažljiv odabir. Pogreške prijete, na primjer, situacijom "uskog grla" - kada su sve kućne električne instalacije dovoljno snažne, ali ulazni kabel ne može osigurati potrebnu snagu. Promjer presjeka ulaznog kabela odabire se uzimajući u obzir ukupnu snagu električnih uređaja koji će se koristiti u prostoriji. Kako bi se uzele u obzir sve nijanse i ulazni kabel služio dugi niz godina bez ikakvih hitnih slučajeva, bolje je povjeriti obnovu električnog ožičenja profesionalnim električarima.

Instalacija električne mreže u kućanstvu mora biti izvedena na način da korisnici mogu bez problema istovremeno uključiti nekoliko snažnih električnih uređaja. Stoga je potrebno odabrati poprečni presjek žice za kućno ožičenje na temelju kompetentnog izračuna parametara električne mreže stana i kuće.

Postoji nekoliko metoda izračuna. Predlažemo da se upoznate s različitim pristupima i odaberete najbolju opciju. Uz tehnologiju za izračunavanje poprečnog presjeka žice, članak opisuje glavne parametre za odabir električnih ožičenja i ukazuje na regulatorna ograničenja maksimalne snage električnih uređaja.

Standardne električne utičnice dizajnirane su za trajnu struju od 16 A, što odgovara maksimalnoj snazi ​​od 3,52 kW kada je uređaj uključen. Obično su spojeni na bakreni kabel s presjekom od 2,5 mm 2, što može dovesti u zabludu pri odabiru vrste žice za ostatak električnog ožičenja.

Paralelno s povećanjem površine poprečnog presjeka kabela, povećava se i njegova cijena. Međutim, ne biste trebali štedjeti na električnom ožičenju - to može dovesti do mnogo većih financijskih troškova u budućnosti.

Kada se elektroni kreću kroz metal, dio energije se rasipa kao toplina. S velikom strujom i malim presjekom kabela, toplinska komponenta može dovesti do pregrijavanja metala i taljenja njegovog plašta.

U kućnim uvjetima to može izazvati kratki spoj unutar zida i požar u izloženim žicama, posebno u savijenim područjima.

Kao rezultat toga, mogu se pojaviti sljedeće situacije:

1. Požar velikih razmjera ako se u blizini kabela nalazi zapaljivi materijal.
2. Struja curenja u slučaju nepotpunog taljenja ljuske jezgre. To dovodi do nepotrebne potrošnje energije i mogućnosti strujnog udara za stanare.
3. Neprimjetno. Kao rezultat toga, dio stana ili cijela soba je bez struje. Nakon toga potrebno je tražiti mjesto prekida i naknadnu zamjenu ožičenja s lokalnim popravkom zida.

Odabir debele električne žice za stan, s marginom, također ima jedan nedostatak - prekomjerno trošenje sredstava, što nema smisla. Stoga je bolje odabrati presjek ožičenja pomoću proračunskih metoda kako biste izbjegli sve gore navedene probleme.

Čimbenici za odabir presjeka žice

Nije samo snaga uređaja ono što određuje prirodu potrebnog električnog ožičenja. Postoje i drugi čimbenici čiji se utjecaj mora uzeti u obzir pri izračunavanju potrebnog poprečnog presjeka kabela. Oni mogu utjecati na stvaranje topline u vodiču, njegovu opasnost od požara i karakteristike rada.

Faza br. 6. Izračun poprečnog presjeka kabela prema tablici. Budući da na optimalan izbor žice za kućno ožičenje utječu ne samo parametri uređaja, već i vanjski čimbenici (materijal jezgre, njegov omotač, instalacijski dijagram itd.), Svaki slučaj ima svoje vlastite tablice, koje se raspravljaju u nastavku. .

Određivanje presjeka električnog kabela pomoću tablica

Izračun poprečnog presjeka običnih kućanskih žica prikazan je u tablicama:

Slične tablice koriste se pri proračunu električnih ožičenja iu industriji. Kabeli za kućanstvo obično su puno jednostavniji, pa je broj materijala za dizajn za njih prilično ograničen. Parametri navedeni u tablicama nisu izmišljeni, već su navedeni u industrijskim standardima, na primjer u GOST 31996-2012.

Proračun pada napona

Ne samo stupanj zagrijavanja jezgre, već i električni napon na udaljenom kraju žice ovisi o presjeku električnog kabela. Kućanski uređaji dizajnirani su za određene parametre električne mreže, a njihovo stalno odstupanje može dovesti do smanjenja vijeka trajanja opreme.

Ako napon padne na kotlu, preporučljivo je ugraditi stabilizator kako oprema ne bi doživjela dodatna opterećenja zbog nedosljednosti u radnim karakteristikama električne mreže

Kako se kabel produljuje, dolazi do pada napona. Taj se učinak može smanjiti povećanjem poprečnog presjeka žice. Smatra se da je kritično smanjiti napon na kraju žice za 5% u usporedbi s njegovom vrijednošću na izvoru struje.

Upad = I*2*(ρ*L)/S,

• ρ – otpornost metala, Ohm*mm2/m;
• L– duljina kabela, m;
• S– presjek vodiča u mm2;
• Uspon– pad napona, Volt;
• ja– struja koja teče kroz vodič.

Ako je izračunati pad napona veći od 5% nazivnog napona, tada je potrebno koristiti kabel većeg presjeka. To će osigurati stabilan rad opreme.

Kotlovi za grijanje, perilice i drugi uređaji s mnogo releja i senzora posebno su osjetljivi na vrijednosti napona. Ova se značajka također mora uzeti u obzir pri korištenju nosača.

Regulatorna ograničenja

Komunalna poduzeća koja opskrbljuju stanovništvo električnom energijom imaju pravo nametnuti ograničenja maksimalne ukupne snage uređaja u stanu. To se može postići ugradnjom mjerača električne energije određenog kapaciteta.

Uređaj je opremljen automatskim osiguračima za jednokratnu ili višekratnu upotrebu, koji se aktiviraju kada se prekorači vrijednost praga struje.

Mjerači električne energije sovjetskog tipa masovno se zamjenjuju elektroničkim. Još su osjetljiviji na preopterećenja, zbog čega se brzo kvare

Ako uklonite utikače iz mjerača i spojite ga izravno na ožičenje u stanu, zajamčeno je da će izgorjeti ako se način rada poremeti dulje vrijeme. Većina sovjetskih mjerača instaliranih u stanovima može izdržati vršno opterećenje od 25 A do 1 minute.

Nakon toga se spaljuju, što može dovesti do plaćanja za instalaciju novog uređaja i kazne za kršenje pravila rada.

Ožičenje u ulazu također ne može izdržati velika opterećenja; ako izgori, može prekinuti struju za nekoliko stanova odjednom. Stoga, kada spajate stan na unutarkućnu mrežu s kabelom od 2,5 mm, ne biste trebali očekivati ​​da će deblja žica unutar stana moći izdržati velika opterećenja.

Posebno je važno uzeti u obzir faktor regulatornih ograničenja u fazi planiranja instalacije električnog grijanja, grijanih podova, infracrvenih sauna i druge energetski intenzivne opreme.

O mogućnostima postavljanja električne opreme ispred stana prvo se morate posavjetovati s nadležnim komunalnim službama.

Zaključci i koristan video na tu temu

Videozapisi sadrže praktične savjete električara o odabiru i kupnji kućnog ožičenja. Oni će vam pomoći pri kupnji opreme koja odgovara kabelu, što će sigurno zaštititi vaš dom od mogućih problema s preopterećenjima mreže.

Glavni čimbenici pri odabiru kabela za kućno ožičenje su snaga kućanskih aparata i ograničenja električnih mreža koje opskrbljuju stan električnom energijom.

Odabirom pravog presjeka žice možete spojiti sve potrebne električne uređaje na mrežu. To eliminira neugodnosti pri radu s opremom i pomaže u sprječavanju požara u ožičenju.

Imate li što dodati ili imate pitanja o izračunu poprečnog presjeka ožičenja? Ostavite komentare na publikaciju i sudjelujte u raspravama o materijalu. Kontakt obrazac nalazi se u donjem bloku.

U članku se raspravlja o glavnim kriterijima za odabir poprečnog presjeka kabela i daje primjere izračuna.

Na tržnicama često možete vidjeti rukom pisane znakove koji pokazuju koji kupac treba kupiti ovisno o očekivanoj struji opterećenja. Ne vjerujte ovim znakovima, jer su varljivi. Presjek kabela odabire se ne samo radnom strujom, već i nekoliko drugih parametara.

Prije svega, potrebno je uzeti u obzir da se pri korištenju kabela na granici njegovih mogućnosti kabelske jezgre zagrijavaju za nekoliko desetaka stupnjeva. Trenutne vrijednosti prikazane na slici 1 pretpostavljaju zagrijavanje jezgri kabela na 65 stupnjeva pri temperaturi okoline od 25 stupnjeva. Ako je više kabela položeno u jednu cijev ili nosač, tada se zbog njihovog međusobnog zagrijavanja (svaki kabel zagrijava sve ostale kabele) najveća dopuštena struja smanjuje za 10 - 30 posto.

Također, najveća moguća struja se smanjuje pri povišenim temperaturama okoline. Stoga se u grupnoj mreži (mreža od ploča do svjetiljki, utičnica i drugih električnih prijemnika) u pravilu koriste kabeli sa strujama koje ne prelaze 0,6 - 0,7 vrijednosti prikazanih na slici 1.

Riža. 1. Dopuštena dugotrajna struja kabela s bakrenim vodičima

Na temelju toga opasna je raširena uporaba prekidača s nazivnom strujom od 25 A za zaštitu mreža utičnica položenih kabelima s bakrenim vodičima poprečnog presjeka od 2,5 mm2. Tablice redukcijskih koeficijenata ovisno o temperaturi i broju kabela u jednoj ladici mogu se naći u Pravilima električne instalacije (PUE).

Dodatna ograničenja nastaju kada je kabel duži. U tom slučaju gubici napona u kabelu mogu doseći neprihvatljive vrijednosti. U pravilu, pri izračunavanju kabela, maksimalni gubitak u liniji nije veći od 5%. Gubitke nije teško izračunati ako znate vrijednost otpora žila kabela i izračunatu struju opterećenja. Ali obično se za izračunavanje gubitaka koriste tablice ovisnosti gubitaka o momentu opterećenja. Moment opterećenja izračunava se kao umnožak duljine kabela u metrima i snage u kilovatima.

Podaci za proračun gubitaka pri jednofaznom naponu od 220 V prikazani su u tablici 1. Na primjer, za kabel s bakrenim vodičima poprečnog presjeka 2,5 mm2, s duljinom kabela od 30 metara i snagom opterećenja od 3 kW, moment opterećenja je 30x3 = 90, a gubici će biti 3%. Ako izračunata vrijednost gubitka prelazi 5%, tada je potrebno odabrati kabel većeg presjeka.

Tablica 1. Moment opterećenja, kW x m, za bakrene vodiče u dvožilnom vodu za napon od 220 V pri zadanom presjeku vodiča

Pomoću tablice 2 možete odrediti gubitke u trofaznom vodu. Uspoređujući tablice 1 i 2, možete vidjeti da u trofaznom vodu s bakrenim vodičima s poprečnim presjekom od 2,5 mm2 gubici od 3% odgovaraju šesterostrukom momentu opterećenja.

Trostruko povećanje momenta opterećenja nastaje zbog raspodjele snage opterećenja na tri faze, a dvostruko povećanje zbog činjenice da u trofaznoj mreži sa simetričnim opterećenjem (iste struje u faznim vodičima) struja u neutralni vodič je nula. S asimetričnim opterećenjem povećavaju se gubici kabela, što se mora uzeti u obzir pri odabiru presjeka kabela.

Tablica 2. Moment opterećenja, kW x m, za bakrene vodiče u trofaznom četverožilnom vodu s nulom za napon 380/220 V na danom presjeku vodiča (za povećanje tablice kliknite na sliku)

Gubici u kabelu imaju značajan utjecaj pri korištenju niskonaponskih svjetiljki, poput halogenih žarulja. To je razumljivo: ako 3 volta padnu na fazni i neutralni vodič, tada pri naponu od 220 V to najvjerojatnije nećemo primijetiti, a pri naponu od 12 V, napon na svjetiljci će pasti za pola do 6 V Zbog toga transformatore za napajanje halogenih žarulja treba maksimalno približiti svjetiljkama. Na primjer, s duljinom kabela od 4,5 metara s presjekom od 2,5 mm2 i opterećenjem od 0,1 kW (dvije žarulje od 50 W), moment opterećenja je 0,45, što odgovara gubitku od 5% (tablica 3).

Tablica 3. Moment opterećenja, kW x m, za bakrene vodiče u dvožilnom vodu za napon od 12 V pri zadanom presjeku vodiča

Gornje tablice ne uzimaju u obzir povećanje otpora vodiča zbog zagrijavanja zbog struje koja kroz njih teče. Stoga, ako se kabel koristi pri strujama od 0,5 ili više od najveće dopuštene struje kabela određenog poprečnog presjeka, tada se mora uvesti korekcija. U najjednostavnijem slučaju, ako očekujete gubitke od najviše 5%, tada izračunajte presjek na temelju gubitaka od 4%. Također, gubici se mogu povećati ako postoji veliki broj priključaka kabelskih jezgri.

Kabeli s aluminijskim vodičima imaju otpor 1,7 puta veći od kabela s bakrenim vodičima, pa su im shodno tome gubici 1,7 puta veći.

Drugi ograničavajući čimbenik za velike duljine kabela je prekoračenje dopuštene vrijednosti otpora kruga faza-nula. Za zaštitu kabela od preopterećenja i kratkog spoja u pravilu se koriste prekidači s kombiniranim okidačem. Takvi prekidači imaju toplinske i elektromagnetske okidače.

Elektromagnetsko oslobađanje omogućuje trenutačno (desetinke i čak stotinke sekunde) isključivanje hitnog dijela mreže u slučaju kratkog spoja. Na primjer, prekidač označen C25 ima toplinski okidač od 25 A i elektromagnetski okidač od 250 A. Automatski prekidači skupine "C" imaju umnožak struje prekidanja elektromagnetskog oslobađanja na toplinski od 5 do 10. Ali uzima se maksimalna vrijednost.

Ukupni otpor kruga faza-nula uključuje: otpor silaznog transformatora transformatorske podstanice, otpor kabela od podstanice do ulaznog sklopnog uređaja (SDU) zgrade, otpor kabela položenog od ASU na rasklopni uređaj (RU) i otpor kabela samog grupnog voda, čiji se presjek zahtijeva definirati.

Ako vod ima veliki broj priključaka kabelskih jezgri, na primjer, grupni vod velikog broja svjetiljki povezanih kabelom, tada se mora uzeti u obzir i otpor kontaktnih priključaka. Vrlo precizni izračuni uzimaju u obzir otpor luka na mjestu kvara.

Ukupni otpor kruga faza-nula za četverožilne kabele dan je u tablici 4. Tablica uzima u obzir otpor i faznog i neutralnog vodiča. Vrijednosti otpora dane su pri temperaturi jezgre kabela od 65 stupnjeva. Tablica vrijedi i za dvožilne vodove.

Tablica 4. Fazna impedancija kruga - nula za 4-žilne kabele, Ohm/km pri temperaturi jezgre 65 o C

U gradskim transformatorskim stanicama u pravilu se postavljaju transformatori kapaciteta 630 kV ili više. A i više, s izlaznim otporom Rtp manjim od 0,1 Ohma. U ruralnim područjima mogu se koristiti transformatori od 160 - 250 kV. I imaju izlazni otpor od oko 0,15 Ohma, pa čak i transformatore za 40 - 100 kV. A, s izlaznom impedancijom od 0,65 - 0,25 Ohma.

Opskrbni mrežni kabeli od gradskih trafostanica do ASU kuća obično se koriste s aluminijskim vodičima s presjekom faznog vodiča od najmanje 70 - 120 mm2. Ako je duljina ovih vodova manja od 200 metara, otpor fazno-neutralnog kruga opskrbnog kabela (Rpc) može se uzeti jednak 0,3 Ohma. Za točniji izračun morate znati duljinu i presjek kabela ili izmjeriti ovaj otpor. Jedan od uređaja za takva mjerenja (vektorski uređaj) prikazan je na sl. 2.

Riža. 2. Uređaj za mjerenje otpora kruga faza-nula "Vektor"

Otpor voda mora biti takav da u slučaju kratkog spoja struja u krugu zajamčeno premaši radnu struju elektromagnetskog okidača. U skladu s tim, za prekidač C25, struja kratkog spoja u liniji mora premašiti vrijednost od 1,15x10x25=287 A, ovdje je 1,15 faktor sigurnosti. Stoga otpor kruga faza-nula za C25 prekidač ne smije biti veći od 220V/287A=0,76 Ohma. U skladu s tim, za prekidač C16 otpor strujnog kruga ne smije prelaziti 220V/1,15x160A=1,19 Ohma, a za prekidač C10 - ne više od 220V/1,15x100=1,91 Ohma.

Dakle, za urbanu stambenu zgradu, uzimajući Rtp = 0,1 Ohm; Rpk=0,3 Ohma pri korištenju kabela s bakrenim vodičima presjeka 2,5 mm2 u mreži utičnica, zaštićenih prekidačem C16, otpor kabela Rgr (fazni i neutralni vodiči) ne smije biti veći od Rgr=1,19 Ohm - Rtp - Rpk = 1,19 - 0,1 - 0,3 = 0,79 Ohma. Iz tablice 4 nalazimo njegovu duljinu - 0,79/17,46 = 0,045 km, odnosno 45 metara. Za većinu stanova ova je duljina dovoljna.

Kada koristite prekidač C25 za zaštitu kabela s poprečnim presjekom od 2,5 mm2, otpor strujnog kruga mora biti manji od 0,76 - 0,4 = 0,36 Ohma, što odgovara maksimalnoj duljini kabela od 0,36/17,46 = 0,02 km, ili 20 metara.

Upotrebom prekidača C10 za zaštitu grupnog rasvjetnog voda izrađenog od kabela s bakrenim vodičima poprečnog presjeka od 1,5 mm2, dobivamo najveći dopušteni otpor kabela od 1,91 - 0,4 = 1,51 Ohm, što odgovara maksimalnoj duljini kabela od 1,51/29, 1 = 0,052 km ili 52 metra. Ako je takav vod zaštićen prekidačem C16, tada će najveća duljina voda biti 0,79/29,1 = 0,027 km, odnosno 27 metara.